RU2051405C1

RU2051405C1 - Device for automatic control of compensating plant

Info

Publication number: RU2051405C1
Authority: RU
Inventors: Бронислав Станиславович Рогальский; Василий Моисеевич Непейвода
Original assignee: Винницкий политехнический институт
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1992-03-09
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: condenser battery power control plant is accommodated in the units of the distributing system which are fitted with said batteries and maintain the optimum values of input reaction power for characteristic daily conditions of active loads provided for the energetic system. The optimum value of input reaction power of the unit in absence of condenser batteries in some units of the distributing system, with account taken of reaction power losses in elements of said distributing system for characteristic daily cycles of active loads on the energetic system are determined by the method claimed in the invention. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования мощности конденсаторных батарей, установленных в электрических сетях промышленных предприятий, а также в сельских и городских распределительных сетях энергосистем, поддерживая заданные энергосистемой значения входной реактивной мощности для характерных режимов ее реактивных нагрузок в течение суток и допустимый уровень напряжения на зажимах электроприемников. The invention relates to electrical engineering and can be used to automatically control the capacity of capacitor banks installed in electric networks of industrial enterprises, as well as in rural and urban distribution networks of power systems, maintaining the input reactive power set by the power system for the characteristic modes of its reactive loads during the day and allowable voltage level at the terminals of power consumers.

Известен ряд устройств для автоматического регулирования мощности конденсаторных батарей. A number of devices for automatically controlling the power of capacitor banks are known.

Выпускаемый промышленностью регулятор Б2201, состоящий из устройства уставки тока, амплитудно-импульсного модулятора, широтно-импульсного модулятора, устройства сравнения тока, фильтра среднего значения, устройства переключения уставок параметра регулирования, устройства сравнения, компаратора, коммутатора с переменной знака выходного напряжения, устройства уставки зоны нечувствительности, устройства сравнения, компаратора, преобразователя напряжения в частоту, счетчика, программатора и коммутатора, не позволяет точно выполнять требования энергосистемы к входной реактивной мощности, так как в нем неудачно выбран параметр переключения уставки по входной реактивной мощности для наибольших и наименьших нагрузок энергосистемы. Этим параметром является общий ток узла, который, как правило, не характеризует режим нагрузок энергосистемы, а также не осуществляет регулирование по напряжению. Regulator B2201 manufactured by the industry, consisting of a current setpoint device, an amplitude-pulse modulator, a pulse-width modulator, a current comparison device, an average filter, a switching parameter setting device, a comparison device, a comparator, a switch with a variable sign of the output voltage, a zone setting device deadband, comparison device, comparator, voltage-to-frequency converter, counter, programmer and switch power system to the input reactive power, because the parameter for switching the setpoint according to the input reactive power for the largest and smallest loads of the power system was unsuccessfully selected in it. This parameter is the total current of the node, which, as a rule, does not characterize the load mode of the power system, and also does not carry out voltage regulation.

Известно устройство, которое позволяет выполнять требования энергосистемы к величине потребляемой из ее сети реактивной мощности в часы наибольших и наименьших ее нагрузок, учитывать интересы потребителя в часы внепиковых нагрузок энергосистемы и оптимально (по минимуму потерь) распределять потоки нескомпенсированной реактивной мощности по распределительной сети потребителя. Однако данное устройство не осуществляет регулирование по напряжению, кроме того наличие линий связи для передачи информации от датчиков реактивной мощности к центральному устройству и от него к исполнительным органам не позволяет использовать это устройство в сетях энергосистем и сдерживает их внедрение в электрических сетях промышленных предприятий из-за дефицита телефонных кабелей. A device is known that allows fulfilling the requirements of the power system to the amount of reactive power consumed from its network during the hours of its highest and lowest loads, taking into account the interests of the consumer during off-peak hours of the power system, and optimally (minimizing losses) to distribute uncompensated reactive power flows along the consumer distribution network. However, this device does not regulate the voltage, in addition, the presence of communication lines for transmitting information from reactive power sensors to the central device and from it to the executive bodies does not allow the use of this device in energy networks and inhibits their implementation in electric networks of industrial enterprises due to shortage of telephone cables.

Известно устройство для автоматического управления конденсаторной батареи, состоящее из измерительного преобразователя, двух блоков уставок, двух пороговых блоков, управляемого генератора импульсов, двух элементов И и исполнительного органа. A device is known for automatic control of a capacitor bank, consisting of a measuring transducer, two blocks of settings, two threshold blocks, a controlled pulse generator, two And elements and an executive body.

С выходов измерительного преобразователя снимаются сигналы, пропорциональные среднему значению реактивной мощности k˙Q и напряжению k˙U, которые подаются на входы пороговых блоков, на вторые входы которых подаются сигналы от блоков уставок. При выходе величины сигнала за пределы уставок на выходе пороговых органов появляется сигнал "Вкл." или "Откл.". Сигнал "Откл." от двух пороговых блоков поступает на первые входы первого элемента И, а сигнал "Вкл. "- на вторые входы второго элемента И, на третьи входы обоих элементов И поступают сигналы от управляемого генератора импульсов, который запускается сигналом "Откл." или "Вкл." от порогового блока по реактивной мощности. Signals proportional to the average value of reactive power k˙Q and voltage k˙U, which are fed to the inputs of threshold blocks, to the second inputs of which signals from setpoint units are taken, are taken from the outputs of the measuring transducer. When the signal magnitude goes beyond the settings, the signal “On” appears at the output of the threshold organs or "Off." Off Signal from two threshold blocks is fed to the first inputs of the first element And, and the signal "On" is sent to the second inputs of the second element And, the third inputs of both elements And receive signals from a controlled pulse generator, which is triggered by the signal "Off" or on from the threshold block for reactive power.

Устройство реализует следующий способ регулирования. Устройство не срабатывает (не генерирует выходные импульсы "Откл." или "Вкл."), когда в контролируемом узле параметр управления (реактивная мощность и уровень напряжения) находятся в пределах допустимых значений, т.е. The device implements the following method of regulation. The device does not work (it does not generate output pulses of "Off" or "On") when the control parameter (reactive power and voltage level) are within acceptable values in the monitored node, i.e.

<

, (1) где U_н номинальное напряжение в узле;
Q_э заданное энергосистемой значение реактивной мощности, разрешенное к потреблению;
U, Q фактические значения напряжения и реактивной мощности.

<

, (1) where U _{n is the} rated voltage at the node;
Q _{e the} value of reactive power specified by the power system, which is allowed for consumption;
U, Q are actual voltage and reactive power values.

При отклонении этих параметров управления от допустимых значений устройство генерирует на своем выходе управляющие сигналы "Вкл." или "Откл." до тех пор, пока посредством регулирования конденсаторной установки не наступит баланс при новом уровне напряжения, т.е. If these control parameters deviate from the permissible values, the device generates "On" control signals at its output or off until, through regulation of the capacitor unit, a balance occurs at a new voltage level, i.e.

^k·U>

Y_вых= 1, (2) где V знак логического сложения. ^k

Y _o = 1, (2) where V is the sign of logical addition.

Если известное устройство установить на ближайшей к главной понизительной подстанции (ГПП) конденсаторной установке, играющей роль балансирующей, и управлять ею по входной реактивной мощности, то известное устройство позволит выполнить требования энергосистемы к потреблению реактивной мощности из ее сети только для одного из ее характерных режимов. Однако эти требования не выполняются известным устройством в других режимах. Кроме того, в известном устройстве не реализуется функция минимизации потерь в распределительной сети от перетоков нескомпенсированной реактивной мощности. If the known device is installed at the capacitor unit, which plays the role of balancing, closest to the main step-down substation (GLP), and controlled by input reactive power, the known device will allow the power system to fulfill the reactive power consumption from its network for only one of its characteristic modes. However, these requirements are not met by the known device in other modes. In addition, the known device does not implement the function of minimizing losses in the distribution network from overflows of uncompensated reactive power.

На ГПП крупных предприятий и в питающих узлах сельских и городских распределительных сетей устанавливают трансформаторы с регулированием под нагрузкой (РПН). В периоды наибольших нагрузок устройство РПН будет поддерживать более высокий уровень напряжения в сети. В этом случае работе известного устройства будет находиться в противоречии с работой РПН (при повышении напряжения известное устройство будет отключать секции конденсаторной батареи, хотя в данном случае требуется их включение). В режиме наименьших нагрузок РПН будет стремиться понижать уровень напряжения в сети. Известное устройство, реагируя на более низкий уровень напряжения, будет включать секции конденсаторной батареи, хотя в данном режиме их следовало бы отключать. Особенно это актуально для узлов сети, от которых получают питание электроприемники с жесткими требованиями к уровню напряжения. Таким образом, известное устройство не учитывает совместную работу с РПН трансформатора. Transformers with regulation under load (RPN) are installed at the main enterprise of large enterprises and in the supply nodes of rural and urban distribution networks. During periods of heavy load, the on-load tap-changer will maintain a higher voltage level in the network. In this case, the operation of the known device will be in conflict with the operation of the on-load tap-changer (with increasing voltage, the known device will disconnect the sections of the capacitor bank, although in this case, their inclusion is required). In the low-load mode, the on-load tap-changer will seek to lower the voltage level in the network. A known device, responding to a lower voltage level, will include sections of the capacitor bank, although in this mode they should be turned off. This is especially true for network nodes, from which power receivers with stringent requirements for voltage levels are supplied. Thus, the known device does not take into account the joint operation with the on-load tap-changer of the transformer.

Кроме того, в известном устройстве выходы измерительного преобразователя по напряжению и средней реактивной мощности через соответствующие каналы формирования управляющих импульсов связаны с входами элементов И и в выходных цепях "Вкл." и "Откл.". Таким образом, команда "Вкл." или "Откл." поступает на исполнительный орган только тогда, когда на входах элемента И будут присутствовать оба сигнала одновременно, т.е. когда значение средней реактивной мощности и напряжения превысит верхний или нижний допустимый уровень одновременно, что существенно снижает точность и эффективность работы известного устройства. In addition, in the known device, the outputs of the measuring transducer for voltage and average reactive power through the corresponding channels for generating control pulses are connected to the inputs of the elements And in the output circuits "On" and "Off." So the on command or off arrives at the executive body only when both signals will be present at the inputs of the And element, i.e. when the value of the average reactive power and voltage exceeds the upper or lower allowable level at the same time, which significantly reduces the accuracy and efficiency of the known device.

Целью изобретения является повышение эффективности и универсальности устройства автоматического регулирования мощности конденсаторных батарей. The aim of the invention is to increase the efficiency and versatility of the device for automatically controlling the power of capacitor banks.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из измерительного блока средней реактивной мощности и напряжения, блока уставок по реактивной мощности, порогового блока по реактивной мощности, блока уставок по напряжению, порогового блока по напряжению, управляемого генератора импульсов, двух логических элементов И и исполнительного органа, заменяется блок уставок по реактивной мощности на задатчик уставок по реактивной мощности и вводится автоматический переключатель уставок, выход которого соединен с входом задатчика уставок по реактивной мощности, выходы которого соединены с входами опорных напряжений элементов сравнения порогового блока по реактивной мощности. Автоматический переключатель уставок выдает сигнал на переключение уставок по реактивной мощности в зависимости от времени суток, отслеживая тем самым все характерные суточные режимы нагрузок энергосистемы и потребителя, а также в известном устройстве два элемента И заменены на ИЛИ, что позволяет устройству срабатывать при выходе за допустимые пределы одного из параметров регулирования (Q или U), а также в известное устройство введены три логических элемента И, один элемент НЕ, четыре электронных ключа и переключатель режимов. Первые входы всех четырех электронных ключей соединены с источником опорного напряжения, равного логическому "0", вторые входы первого и второго соединены соответственно с первым и вторым выходом порогового блока по реактивной мощности, а вторые входы третьего и четвертого электронных ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами порогового блока по напряжению, управляющие входы первого и второго электронного ключа соединены с первым контактом введенного переключателя режимов работы и через резистор с источником опорного напряжения, равного лог."1", а управляющие входы третьего и четвертого электронных ключей соединены со вторым контактом переключателя и через другой резистор с источником опорного напряжения, равного лог."1", третий контакт переключателя соединен с источником опорного напряжения, равного лог."1", переключатель может соединять 1-й и 3-й контакты, 2-й и 3-й контакты, а также находится в третьем (нейтральном) положении. Входы первого введенного элемента ИЛИ соединяются с выходом первого и четвертого электронных ключей, а входы второго введенного элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно второго и третьего электронных ключей, выходы первого и второго элемента ИЛИ соединены соответственно с первым, третьим и вторым, четвертым входом управляемого генератора импульсов, входы третьего введенного элемента ИЛИ соединены с выходом соответственно первого и второго электронных ключей. Первые входы первого и второго введенных элементов И соединены соответственно с выходами первого и второго электронных ключей, а их вторые входы соединены с выходом управляемого генератора импульсов, выходы первого и второго элементов И соединены с первыми входами соответственно первого и второго замененных элементов ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ через введенный элемент НЕ соединен с третьим входом третьего введенного элемента И и первым входом четвертого введенного элемента И, первый вход третьего элемента И и второй вход четвертого элемента И соединены с выходом управляемого генератора импульсов, второй вход третьего элемента И соединен с выходом четвертого электронного ключа, а третий вход четвертого элемента И соединен с выходом третьего электронного ключа, выходы третьего и четвертого элементов И соединены со вторыми входами соответственно первого и второго замененных элементов ИЛИ. This goal is achieved by the fact that in a device consisting of a measuring unit of average reactive power and voltage, a block of settings for reactive power, a threshold block for reactive power, a block of settings for voltage, a threshold block for voltage, a controlled pulse generator, two logical elements And and of the executive body, the unit of settings for reactive power is replaced by a setpoint generator for reactive power and an automatic switch of settings is set, the output of which is connected to the input of the setpoint at tavok reactive power, which outputs are connected to inputs of the reference voltages the threshold comparison block elements of reactive power. An automatic switch of settings gives a signal to switch the settings for reactive power depending on the time of day, thereby monitoring all the characteristic daily regimes of loads of the power system and the consumer, as well as in the known device, two AND elements are replaced by OR, which allows the device to operate when it goes beyond the permissible limits one of the control parameters (Q or U), as well as into the known device, three logical elements AND, one element NOT, four electronic keys and a mode switch are introduced. The first inputs of all four electronic keys are connected to a reference voltage source equal to logical "0", the second inputs of the first and second are connected respectively to the first and second output of the threshold block by reactive power, and the second inputs of the third and fourth electronic keys are connected to the first and second, respectively the outputs of the threshold block in voltage, the control inputs of the first and second electronic keys are connected to the first contact of the entered mode switch and through the resistor to the reference source voltage equal to log. "1", and the control inputs of the third and fourth electronic keys are connected to the second contact of the switch and through another resistor to a voltage reference source equal to log. "1", the third contact of the switch is connected to a reference voltage source equal to log. "1", the switch can connect the 1st and 3rd contacts, the 2nd and 3rd contacts, and is also in the third (neutral) position. The inputs of the first input OR element are connected to the output of the first and fourth electronic keys, and the inputs of the second input OR element are connected to the outputs of the second and third electronic keys, respectively, the outputs of the first and second OR elements are connected to the first, third, and second, fourth inputs of the controlled pulse generator , the inputs of the third input element OR are connected to the output of the first and second electronic keys, respectively. The first inputs of the first and second input elements AND are connected respectively to the outputs of the first and second electronic keys, and their second inputs are connected to the output of a controlled pulse generator, the outputs of the first and second elements AND are connected to the first inputs of the first and second replaced OR elements, the output of the third element OR through the input element is NOT connected to the third input of the third input element AND and the first input of the fourth input element AND, the first input of the third element AND and the second input is fourth of the first element And are connected to the output of the controlled pulse generator, the second input of the third element And is connected to the output of the fourth electronic key, and the third input of the fourth element And is connected to the output of the third electronic key, the outputs of the third and fourth elements And are connected to the second inputs of the first and second replaced elements OR.

Введение новых элементов и такое соединение позволяют устройству в зависимости от положения переключателя режимов, реализовать следующие режимы работы:
регулирование только по реактивной мощности с учетом работы РПН трансформатора (поддержание напряжения в заданных пределах возлагается на РПН трансформатора);
регулирование только по напряжению (для узлов с жесткими требованиями по уровню напряжения);
регулирование по реактивной мощности и частично по напряжению (независимо от того, есть РПН у трансформатора или нет, производится дополнительное регулирование по напряжению при нахождении величины реактивной мощности в заданных пределах).The introduction of new elements and such a connection allow the device, depending on the position of the mode switch, to implement the following operating modes:
regulation of reactive power only, taking into account the on-load tap-changer operation of the transformer (maintaining voltage within the specified limits is assigned to the on-load tap-changer of the transformer);
voltage regulation only (for nodes with stringent voltage requirements);
regulation by reactive power and partly by voltage (regardless of whether the transformer has an on-load tap-changer or not, additional voltage regulation is performed when the value of reactive power is within the specified limits).

Это достигается за счет того, что в первом режиме выходы третьего и четвертого электронных ключей отключаются от выходов порогового блока по напряжению и подключаются к источнику опорного напряжения, равного лог."0", во втором режиме выходы первого и второго электронных ключей отключаются от выходов порогового блока по реактивной мощности и подключаются к источнику опорного напряжения, равного лог."0". This is achieved due to the fact that in the first mode, the outputs of the third and fourth electronic keys are disconnected from the outputs of the threshold block by voltage and connected to a reference voltage source equal to log. "0", in the second mode, the outputs of the first and second electronic keys are disconnected from the outputs of the threshold unit for reactive power and are connected to a voltage reference source equal to log. "0".

В третьем режиме выходы электронных ключей остаются подключенными к соответствующим входам пороговых блоков по реактивной мощности и напряжению. In the third mode, the outputs of the electronic keys remain connected to the corresponding inputs of the threshold blocks for reactive power and voltage.

Минимизация потерь от перетоков нескомпенсированной реактивной мощности достигается путем определения оптимальных уставок входной реактивной мощности на вводах отдельных узлов для характерных суточных режимов электропотребления энергосистемы и предприятий Q_эij и их обеспечения с помощью предлагаемых устройств.Minimization of losses from overflows of uncompensated reactive power is achieved by determining the optimal input reactive power settings at the inputs of individual nodes for the typical daily power consumption of the power system and enterprises Q _eij and their provision using the proposed devices.

Определение значения Q_эij (уставок) с учетом потерь реактивной мощности в линиях, питающих эти узлы, для j-го режима активных нагрузок энергосистемы производится в три этапа.The determination of the Q _{eij value} (settings), taking into account the reactive power losses in the lines supplying these nodes, for the j-th mode of active loads of the power system is carried out in three stages.

1-й этап. Определяются оптимальные значения входной реактивной мощности узлов Q_эij' без учета потерь реактивной мощности в питающих эти узлы линий. Эти значения Q_эij' должны определяться, исходя из минимума потерь активной мощности от перетоков нескомпенсированной реактивной мощности во всех характерных режимах электропотребления
ΔP=

10³·(Q

)²· R_эi/U

\binom{2}{н}

__→ min, (3) где U_н номинальное напряжение сети, кВт;
R_эi эквивалентное активное сопротивление сетей i-го присоединения;
n количество узлов, в которые распределяется величина Q_эj при соблюдении условия баланса реактивной мощности в питающем узле сетей энергосистемы или на вводе предприятия (в дальнейшем в питающем узле)

Q

= Q_эj или

(Q_pij-p_i·Q_кij)-Q_эj=0, (4) где Q_эj заданное энергосистемой значение исходной реактивной мощности для j-го режима энергосистемы;
Q_pij расчетная (получасовая) реактивная нагрузка i-го узла в j-м режиме активных нагрузок энергосистемы;
Q_kij оптимальная мощность конденсаторной батареи, которая должна быть включена в i-м узле для j-го режима активных нагрузок энергосистемы;
P_i признак наличия конденсаторной батареи в i-м узле (P_i 0 нет конденсаторной батареи в i-м узле, P_i 1 есть конденсаторная батарея в i-м узле);
и технических ограничений
Q_эij' ≅ Q_pij или Q_kij ˙p_i≥ 0, (5)
чтобы обеспечить оптимальное значение входной реактивной мощности в этот узел
Q_эij ^' Q_pij-Q_kij. (6)
Решая совместно уравнения (3) и (4) и используя функцию Лагранже, получаем выражение для определения оптимального значения входной реактивной мощности i-го узла (уставка i-го узла) для j-го режима активных нагрузок энергосистемы
Q

= Q_pij·(1-p_i)+

(7)
В тех узлах, в которых техническое ограничение (5) не выполняется, принимаем Q_эij' Q_pij, Q_kij 0 и соответственно p_i 0. Затем значения Q_эij в остальных узлах по формуле (7) определяются повторно. Расчеты проводятся до тех пор, пока во всех узлах не будет выполняться ограничения (5).1st stage. The optimal values of the input reactive power of the nodes Q _eij 'are _determined without taking into account the loss of reactive power in the lines supplying these nodes. These values of Q _eij 'should be determined on the basis of the minimum losses of active power from overflows of uncompensated reactive power in all characteristic modes of power consumption
ΔP =

10 ³

) ² · R _ei / U

\binom{2}{n}

__ → min, (3) where U _{n is the} rated voltage of the network, kW;
R _{ei is the} equivalent active resistance of the networks of the i-th connection;
n the number of nodes into which the quantity Q _{ej is distributed} under the condition of reactive power balance in the supply node of the power system networks or at the input of the enterprise (hereinafter in the supply node)

Q

= Q _ej or

(Q _pij -p _i · Q _kij ) -Q _ej = 0, (4) where Q _ej is the initial reactive power value set by the power system for the j-th power system mode;
Q _{pij is the} estimated (half-hour) reactive load of the i-th node in the j-th mode of active loads of the power system;
Q _{kij is the} optimal power of the capacitor bank, which should be included in the i-th node for the j-th mode of active loads of the power system;
P _{i is a} sign of the presence of a capacitor bank in the i-th node (P _i 0 there is no capacitor battery in the i-th node, P _i 1 is a capacitor battery in the i-th node);
and technical limitations
Q _eij '≅ Q _pij or Q _kij ˙p _i ≥ 0, (5)
to provide the optimum value of the input reactive power in this node
Q _eij ^' Q _pij -Q _kij . (6)
Solving equations (3) and (4) together and using the Lagrange function, we obtain an expression for determining the optimal value of the input reactive power of the i-th node (setpoint of the i-th node) for the j-th mode of active loads of the power system
Q

= Q _pij · (1-p _i ) +

(7)
At those nodes in which the technical constraint (5) is not fulfilled, we take Q _eij 'Q _pij , Q _kij 0 and, accordingly, p _i 0. Then, the values of Q _eij in the remaining nodes are _redefined by formula (7). The calculations are carried out until the restrictions are satisfied in all nodes (5).

2-й этап. Определяются потери реактивной мощности в питающих линиях для j-го характерного режима по формуле
ΔQ_эij 10^-3(Q_эij')² X_эi/U_н ², (8) где Х_эi эквивалентное индуктивное сопротивление сетей линии, питающих i-й узел.2nd stage. The losses of reactive power in the supply lines for the j-th characteristic mode are determined by the formula
ΔQ _eij 10 ^-3 (Q _eij ') ² X _ei / U _n ² , (8) where X _{ei is the} equivalent inductive reactance of the line networks supplying the ith node.

3-й этап. Определяются оптимальные значения реактивной мощности на вводе i-го узла для j-го характерного режима с учетом потерь реактивной мощности в питающих эти узлы линиях
Q_эij Q_эij' + Δ Q_эij (9)
Значения Q_эij в виде уставок вводятся в устройство, которое поддерживает оптимальное значение реактивной мощности в узле, управляя мощностью конденсаторной батареи, которая в данный момент времени определяется из выражения
Q_ki(t) Q_ki(t-1)+(Q_фi(t)-Q_эij), (10) где Q_ki(t) мощность конденсаторной батареи в данный момент времени;
Q_ki(t-1) мощность конденсаторной батареи в предыдущий момент времени;
Q_фi(t) фактическая реактивная нагрузка i-го узла в данный момент времени.3rd stage. The optimal values of reactive power at the input of the i-th node for the j-th characteristic mode are determined taking into account the losses of reactive power in the lines supplying these nodes
Q _eij Q _eij '+ Δ Q _eij (9)
The values of Q _eij in the form of settings are entered into a device that supports the optimal value of reactive power in the node by controlling the capacity of the capacitor bank, which is currently determined from the expression
Q _{ki (t)} Q _{ki (t-1)} + (Q _{phi (t)} -Q _eij ), (10) where Q _{ki (t) is the} capacity of the capacitor bank at a given time;
Q _{ki (t-1)} capacitor bank power at the previous time;
Q _{fi (t) is the} actual reactive load of the i-th node at a given time.

Для учета совместной работы с устройством РПН трансформатора в известное устройство вводится переключатель, обеспечивающий работу устройства в трех следующих режимах:
1) с РПН и регулирование только по величине реактивной мощности;
2) без РПН или с РПН, регулирование только по величине напряжения;
3) с РПН или без РПН, регулирование по величине реактивной мощности и частично по напряжению.To account for the joint work with the on-load tap-changer of the transformer, a switch is introduced into the known device, which ensures the operation of the device in the following three modes:
1) with on-load tap-changer and regulation only in terms of reactive power;
2) without on-load tap-changer or with on-load tap-changer, regulation only by voltage value;
3) with or without on-load tap-changer, regulation in terms of reactive power and partly in voltage.

В первом режиме отключаются выходы пороговых блоков по напряжению. Во втором режиме отключаются выходы пороговых блоков по реактивной мощности. В третьем режиме выходы каналов формирования сигналов по реактивной мощности соединяются со входами элемента ИЛИ, выход которого через элемент НЕ соединяется со входами элемента ИЛИ, выход которого через элемент НЕ соединяется со входами элемента И, вторые входы которых соединяются с выходами каналов формирования сигналов по напряжению. Благодаря такому соединению регулирование по реактивной мощности имеет приоритет над регулированием по напряжению, т. е. регулирование по напряжению будет осуществляться только тогда, когда значение реактивной мощности находится в заданных пределах. In the first mode, the outputs of the threshold blocks by voltage are disabled. In the second mode, the outputs of the threshold blocks for reactive power are disabled. In the third mode, the outputs of the signal-generating channels by reactive power are connected to the inputs of the OR element, the output of which through the element is NOT connected to the inputs of the OR element, the output of which through the element is NOT connected to the inputs of the AND element, the second inputs of which are connected to the outputs of the voltage-generating channels. Thanks to this connection, reactive power control takes precedence over voltage control, i.e. voltage control will only be carried out when the reactive power value is within the specified limits.

Предлагаемое устройство позволяет реализовать следующий способ регулирования мощности конденсаторных батарей:
устройства устанавливают в отдельных узлах распределительных сетей предприятий, сельских и городских сетей (в местах установки конденсаторных батарей);
параметры регулирования устанавливают в зависимости от требований к уровням напряжения в различных узлах распределительной сети и наличия регуляторов у трансформаторов. При регулировании по двум параметрам устройство не срабатывает, если в контролируемом узле параметры регулирования (реактивная мощности и уровень напряжения) находятся в пределах допустимых значений, т.е.The proposed device allows you to implement the following method of regulating the power of capacitor banks:
devices are installed in separate nodes of the distribution networks of enterprises, rural and urban networks (in the places where capacitor banks are installed);
regulation parameters are set depending on the requirements for voltage levels in various nodes of the distribution network and the availability of regulators for transformers. When controlling in two parameters, the device does not work if in the monitored node the control parameters (reactive power and voltage level) are within acceptable values, i.e.

_Y

(11)
Устройство сработает, если один из параметров (уровень напряжения) вышел из допустимых пределов, а второй (входная реактивная мощность узла) находится в допустимых пределах, т.е.

_Y

(eleven)
The device will work if one of the parameters (voltage level) is out of acceptable limits, and the second (input reactive power of the unit) is within acceptable limits, i.e.

^Yвых⁼ ¹ (12)
Устройство также сработает, если оба параметра регулирования вышли за допустимые пределы

Y_вых= 1; (13)
используя заданные энергосистемой значения входной реактивной мощности (на вводе предприятия) для характерных суточных режимов работы электропотребления, определяют оптимальные значения входной реактивной мощности на вводах отдельных узлов (оптимальные уставки) с учетом потерь реактивной мощности в сетях и возможного отсутствия в некоторых узлах конденсаторных батарей;
оптимальные уставки вводят в задатчик уставок устройства;
устройства, поддерживая заданные уставки во всех узлах, обеспечивают оптимальное (по минимуму потерь) распределение потоков нескомпенсированной реактивной мощности в электрических сетях и заданные значения реактивной мощности на вводе предприятия.

^Y out ⁼ ¹ (12)
The device will also work if both control parameters are out of range.

Y _out = 1; (13)
using the values of the input reactive power set by the power system (at the input of the enterprise) for the typical daily operating modes of power consumption, determine the optimal values of the input reactive power at the inputs of individual nodes (optimal settings) taking into account the loss of reactive power in the networks and the possible absence of capacitor banks in some nodes;
optimal settings are entered into the setpoint adjuster of the device;
devices, maintaining the specified settings in all nodes, provide the optimal (to minimize losses) distribution of uncompensated reactive power flows in electric networks and the given values of reactive power at the input of the enterprise.

На чертеже изображена структурная схема локального регулятора реактивной мощности. The drawing shows a structural diagram of a local reactive power controller.

На входы измерительного преобразователя 1 подаются контролируемые ток и напряжение, один из выходов измерительного преобразователя соединен с пороговым блоком 2, к входам опорных напряжений которого подключены выходы задатчика уставок по реактивной мощности 3, вход которого соединен с выходом автоматического переключателя уставок 4. Второй выход измерительного преобразователя соединен с входом порогового блока 5, к входам опорных напряжений которого подсоединены выходы блока уставок по напряжению 6. Controlled current and voltage are supplied to the inputs of the measuring transducer 1, one of the outputs of the measuring transducer is connected to a threshold unit 2, to the inputs of the reference voltages of which the outputs of the setpoint adjuster for reactive power 3 are connected, the input of which is connected to the output of the automatic settings switch 4. The second output of the measuring transducer connected to the input of the threshold block 5, to the inputs of the reference voltage of which the outputs of the block of settings for voltage 6 are connected.

Первый выход порогового блока 2 соединен со вторым входом первого электронного ключа 7, второй выход порогового блока 2 соединен со вторым входом второго электронного ключа 8, первый выход порогового блока 5 соединен со вторым входом третьего электронного ключа 9, а второй выход со вторым входом четвертого электронного ключа 10. Первые входы электронных ключей 7, 8, 9 и 10 соединены с источником опорного напряжения, напряжение которого соответствует уровню лог."0". Управляющие входы электронных ключей 7 и 8 соединены с контактом 1 переключателя П1 и через резистор R1 с источником опорного напряжения, напряжение которого соответствует уровню лог."1", а управляющие входы электронных ключей 9 и 10 соединены с контактом 2 переключателя П1 и через резистор R2 с источником опорного напряжения, напряжение которого соответствует уровню лог."1". Контакт 3 переключателя П1 соединен с источником опорного напряжения, напряжение которого соответствует уровню лог."0". The first output of the threshold block 2 is connected to the second input of the first electronic key 7, the second output of the threshold block 2 is connected to the second input of the second electronic key 8, the first output of the threshold block 5 is connected to the second input of the third electronic key 9, and the second output to the second input of the fourth electronic key 10. The first inputs of electronic keys 7, 8, 9 and 10 are connected to a voltage reference source, the voltage of which corresponds to the log level. "0". The control inputs of the electronic keys 7 and 8 are connected to pin 1 of the switch P1 and through the resistor R1 to a reference voltage source, the voltage of which corresponds to the logic level “1”, and the control inputs of the electronic keys 9 and 10 are connected to pin 2 of the switch P1 and through the resistor R2 with a reference voltage source, the voltage of which corresponds to the log level. "1". Contact 3 of switch P1 is connected to a voltage reference source, the voltage of which corresponds to the log level. "0".

Выходы электронных ключей 7 и 10 соединены с первым и вторым входами соответственно первого элемента ИЛИ 11, выход которого соединен с вторым и четвертым входами управляемого генератора импульсов 13. Выходы электронных ключей 8 и 9 соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ 12, а выход соединен с первым и третьим входами управляемого генератора импульсов 13. Выход электронного ключа 7 соединен также с первыми входами первого элемента И 14 и третьего элемента ИЛИ 15, а выход электронного ключа 8 соединен также со вторыми входами второго элемента И 16 и третьего элемента ИЛИ 15. Второй вход элемента И 14 и первый вход элемента И 16 соединены с выходом управляемого генератора импульсов 13, который также еще соединен с первым входом третьего элемента И 17 и вторым входом четвертого элемента И 18. Второй вход элемента И 17 соединен с выходом электронного ключа 10, а третий вход элемента И 18 с выходом электронного ключа 10, третий вход элемента И 17 и первый вход элемента И 18 через общую точку соединены с выходом элемента НЕ 19, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 15. Выходы элементов И 14 и И 17 соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ 20, выход которого соединен с исполнительным органом 22. Выходы элементов И 16 и И 18 соединены соответственно со вторым и первым входами пятого элемента ИЛИ 21, выход которого соединен с исполнительным органом 22. The outputs of the electronic keys 7 and 10 are connected to the first and second inputs, respectively, of the first element OR 11, the output of which is connected to the second and fourth inputs of the controlled pulse generator 13. The outputs of the electronic keys 8 and 9 are connected respectively to the first and second inputs of the second element OR 12, and the output is connected to the first and third inputs of the controlled pulse generator 13. The output of the electronic key 7 is also connected to the first inputs of the first element And 14 and the third element OR 15, and the output of the electronic key 8 is also connected to the second the inputs of the second element And 16 and the third element OR 15. The second input of the element And 14 and the first input of the element And 16 are connected to the output of the controlled pulse generator 13, which is also connected to the first input of the third element And 17 and the second input of the fourth element And 18. The second the input of the element And 17 is connected to the output of the electronic key 10, and the third input of the element And 18 with the output of the electronic key 10, the third input of the element And 17 and the first input of the element And 18 are connected through a common point to the output of the element NOT 19, the input of which is connected to the output of the element OR 15. IN the outputs of the elements And 14 and 17 are connected respectively with the first and second inputs of the fourth element OR 20, the output of which is connected to the actuator 22. The outputs of the elements And 16 and 18 are connected respectively with the second and first inputs of the fifth element OR 21, the output of which is connected to executive body 22.

Рассмотрим работу устройства. В режиме 1 на управляющие входы электронных ключей 9 и 10 подается сигнал, равный логическому "0", в результате чего на выходах электронных ключей 9 и 10 всегда будет присутствовать сигнал, равный лог."0", независимо от состояния выходов порогового блока 5, т. е. выходы этого порогового блока отключаются от остальной схемы управления регулятора, и, следовательно, управление по параметру U не будет осуществляться. Аналогично в режиме 2 на управляющие входы электронных ключей 7 и 8 поступает сигнал, равный лог."0" и на выходах этих электронных ключей всегда будет присутствовать сигнал, равный лог."0", независимо от состояния выходов порогового блока 2, т.е. выходы этих пороговых органов отключаются от схемы управления регулятора и, следовательно, управление по параметру Q осуществляться не будет. Consider the operation of the device. In mode 1, a signal equal to the logical "0" is supplied to the control inputs of the electronic keys 9 and 10, as a result of which the outputs equal to the log. "0" will always be present at the outputs of the electronic keys 9 and 10, regardless of the state of the outputs of the threshold block 5, i.e., the outputs of this threshold block are disconnected from the rest of the control circuit of the controller, and therefore, control by the parameter U will not be carried out. Similarly, in mode 2, a signal equal to the log. "0" is received at the control inputs of the electronic keys 7 and 8. And at the outputs of these electronic keys there will always be a signal equal to the log. "0", regardless of the status of the outputs of the threshold block 2, i.e. . the outputs of these threshold organs are disconnected from the control circuit of the regulator and, therefore, control by the parameter Q will not be carried out.

Рассмотрим работу устройства в режиме 3, который является общим для управления по параметру Q и U. В этом режиме сигнал, равный лог."1", поступает на управляющие входы электронных ключей 7, 8, 9, 10, в результате чего названные электронные ключи замыкаются и присоединяют выходы пороговых блоков 2 и 5 к остальной схеме устройства управления. Сигналы с измерительного преобразователя 1, пропорциональные k˙Q, поступают на входы порогового блока 2, куда также подаются значения верхнего и нижнего пределов уставки по реактивной мощности от задатчика уставок 3, работой которого управляет автоматический переключатель уставок 4. Consider the operation of the device in mode 3, which is common for controlling by the Q and U parameters. In this mode, a signal equal to the log. "1" is fed to the control inputs of electronic keys 7, 8, 9, 10, as a result of which the named electronic keys close and connect the outputs of the threshold blocks 2 and 5 to the rest of the control device circuit. The signals from the measuring transducer 1, proportional to k˙Q, are fed to the inputs of the threshold unit 2, where the values of the upper and lower limits of the reactive power setpoint are also supplied from the setpoint adjuster 3, the operation of which is controlled by an automatic setpoint switch 4.

При превышении сигналом k˙Q верхнего допустимого значения на первом выходе порогового блока 2 появляется сигнал лог."1", который поступает через замкнутый уже (реж. 3) электронный ключ 7 на вход элемента ИЛИ 11 и вход элемента И 14. При поступлении сигнала лог."1" на вход элемента ИЛИ 11 он появляется на его выходе и запускает управляемый генератор импульсов 13, который генерирует импульсы через определенные интервалы времени, необходимые по условиям коммутации секций КБ. Сигналы с управляемого генератора импульсов 13 поступают на второй вход элемента 14, на первом входе которого уже присутствует сигнал лог."1". В результате этого на выходе элемента И 14 будет появляться сигнал лог."1" в соответствии с поступающими импульсами от управляемого генератора импульсов 13. Эти сигналы с выхода элемента 14 подаются на первый вход элемента ИЛИ 20, с выхода которого сигнал "Вкл." подается на исполнительный орган 22. When the signal k˙Q exceeds the upper permissible value, the signal “1” appears on the first output of threshold block 2, which comes through the already closed (dir. 3) electronic key 7 to the input of the OR element 11 and the input of the And 14. element. Upon receipt of the signal Log. "1" to the input of the OR element 11, it appears at its output and launches a controlled pulse generator 13, which generates pulses at certain intervals of time required by the conditions of switching sections KB. The signals from the controlled pulse generator 13 are fed to the second input of element 14, at the first input of which there is already a signal log. "1". As a result of this, the signal log. "1" will appear at the output of the element And 14. "1" in accordance with the incoming pulses from the controlled pulse generator 13. These signals from the output of the element 14 are fed to the first input of the element OR 20, from the output of which the signal is "On" served on the executive body 22.

При снижении величины сигнала k˙Q ниже допустимого значения появляется сигнал лог."1" на втором выходе порогового блока 5, который через электронный ключ 8 поступает на второй вход элемента И 16 и первый вход элемента ИЛИ 12. Сигнал лог."1" с выхода элемента ИЛИ 12 запускает управляемый генератор импульсов 13, сигналы с которого подаются на первый вход элемента И 16, на втором выходе которого уже присутствует сигнал лог."1". В результате этого на выходе элемента И 16 будет появляться сигнал лог."1" в соответствии с поступающими импульсами от управляемого генератора импульсов 13. Эти сигналы с выхода элемента И 16 подаются на второй вход элемента И 16 подаются на второй вход элемента ИЛИ 21, с выхода которого сигнал "Откл." подается на исполнительный орган 22. When the value of the signal k˙Q decreases below the permissible value, the signal log appears. "1" at the second output of the threshold block 5, which through the electronic key 8 is fed to the second input of the element And 16 and the first input of the element OR 12. The signal log. "1" with the output of the OR element 12 starts a controlled pulse generator 13, the signals from which are fed to the first input of the And 16 element, at the second output of which there is already a signal log. "1". As a result of this, the log signal will appear at the output of the And 16 element. "1" in accordance with the incoming pulses from the controlled pulse generator 13. These signals from the output of the And 16 element are fed to the second input of the And 16 element is fed to the second input of the OR element 21, with the output of which is the signal "Off" served on the executive body 22.

При превышении сигналом k˙U верхнего допустимого предела на первом выходе элемента сравнения 5 появляется сигнал лог."1", который через электронный ключ 9 поступает на второй вход элемента ИЛИ 12 и третий вход элемента И 18. При поступлении сигнала лог."1" на второй вход элемента ИЛИ 12 он появляется на его выходе и запускает управляемый генератор импульсов 13, импульсы с которого поступают на второй вход элемента И 18. Для появления этих импульсов на выходе элемента И 18 и подачи их на первый вход элемента ИЛИ 21 с выхода которого сигнал "Откл." поступает на исполнительный орган 22, необходимо, чтобы сигнал лог."1" присутствовал на первом входе элемента И 18, а это будет тогда, когда на входе элемента НЕ 19 будет присутствовать лог."0". Для этого необходимо, чтобы сигналы лог."0" присутствовали одновременно на первом и втором входах элемента ИЛИ 15, а это будет в том случае, когда значение реактивной мощности будет находиться в заданных пределах, т.е. на выходах органов сравнения 2 и 5 будет лог."0". Это обеспечивает регулирование по напряжению только в том случае, когда значение реактивной мощности будет находиться в заданных пределах. When the k˙U signal exceeds the upper permissible limit, the log. "1" signal appears on the first output of the comparison element 5, which through the electronic key 9 is fed to the second input of the OR element 12 and the third input of the And 18. element. When the signal is received, the log. "1" to the second input of the OR element 12, it appears at its output and starts a controlled pulse generator 13, the pulses from which are fed to the second input of the And 18. element. For these pulses to appear at the output of the And 18 element and feed them to the first input of the OR element 21 from the output of which off signal arrives at the executive body 22, it is necessary that the signal log. "1" is present at the first input of the element And 18, and this will be when the log. "0" is present at the input of the element NOT 19. For this, it is necessary that the log. "0" signals are present simultaneously at the first and second inputs of the OR 15 element, and this will be in the case when the reactive power value is within the specified limits, i.e. at the outputs of the comparison organs 2 and 5 there will be a log. "0". This provides voltage regulation only when the reactive power value is within the specified limits.

При снижении величины k˙U ниже допустимого значения на втором выходе элемента сравнения 5 появляется сигнал лог."0", который через электронный ключ 10 поступает на второй вход элемента ИЛИ 11 и второй вход элемента И 17. При поступлении сигнала на второй вход элемента ИЛИ 11 он появляется на его выходе и запускает управляемый генератор импульсов 13, импульсы с которого поступают на первый вход элемента И 17. Для появления этих импульсов на выходе элемента И 17 и подачи их на второй вход элемента ИЛИ 20, с выхода которого сигнал "Вкл. " подается на исполнительный орган 22, необходимо, чтобы на третьем входе элемента И 17 присутствовал сигнал лог."1", а это будет в том случае, когда на входе элемента НЕ 19 будет лог."0", т.е. когда значение реактивной мощности будет находиться в заданных пределах. When k˙U decreases below the permissible value, the log signal “0” appears on the second output of the comparison element 5, which through an electronic key 10 is fed to the second input of the OR element 11 and the second input of the And 17. element. When the signal arrives at the second input of the OR element 11, it appears at its output and starts a controlled pulse generator 13, the pulses from which are fed to the first input of the And 17 element. For these pulses to appear at the output of the And 17 element and supply them to the second input of the OR element 20, the output of which is the signal “On. "served sensitive element 22, it is necessary that the third input "1" of the AND signal 17 present a log., and this will be the case when the input of NOT circuit 19 will log. "0", i.e., when the value of reactive power will be within the specified limits.

Claims

DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF COMPENSATING INSTALLATION, consisting of a measuring unit of average reactive power and voltage, unit of voltage, threshold organ for reactive power, threshold organ for voltage, controlled pulse generator, two logical elements And and an actuator, characterized in that the device additionally contains a setpoint generator for reactive power, an automatic settings switch, five OR elements, four electronic switches, two resistors, ereklyuchatel two additional AND gates and NOT element, wherein the setpoint input of the reactive power is connected to the output of the automatic setting switch, and the first inputs of the electronic switches connected to the reference voltage, equal to the log. "0", the second inputs of the first and second electronic keys are connected respectively to the first and second outputs of the threshold block by reactive power, and the second inputs of the third and fourth electronic keys are connected respectively to the first and second outputs of the threshold block by voltage, the control inputs of the first and second electronic keys are connected to the first contact of the switch and through the first resistor are connected to a reference voltage source equal to the log. "1", and the control inputs of the third and fourth electronic keys are connected to the second contact of the switch and through the second resistor are connected to a reference voltage source equal to the log. "1", the third contact of the switch is connected to a voltage reference source equal to the log. "0", the inputs of the first OR element are connected to the outputs of the first and fourth electronic keys, and the inputs of the second OR element to the output of the second and third electronic keys, the outputs of the first and second OR elements are connected respectively to the first and second, fourth inputs of the controlled pulse generator, inputs of the third element OR connected to the outputs of the first and second electronic keys, the first inputs of the first and second elements AND are connected respectively to the outputs of the first and second electronic keys, and their second inputs are connected to the output of the controlled pulse generator, the outputs of the first and second elements AND are connected respectively to the first inputs of the fourth and fifth elements OR, the inputs of the third element are connected respectively to the outputs of the first and second electronic keys, the output of the third element And with the first input of the fourth element And, the first input of the third element And and the second input of the fourth element And with the output of the controlled pulse generator, the second input of the third element And with the output of the fourth electronic key, and the third input of the fourth element coagulant and with output of the third electronic key outputs the third and fourth members and a second inputs, respectively, fourth and fifth element or outputs of which are connected with the executive authority.